OH自由基是大气中最重要的氧化剂，其氧化能力要比O3大6个数量级。在大气光化学反应中，OH自由基与有机物发生反应，启动了大气的整个氧化链。大气中多种痕量污染气体都是通过与OH自由基反应而被清除出大气的，OH自由基的浓度决定了痕量气体在大气中的寿命及浓度分布。　　 论文研究了长光程差分吸收光谱OH自由基测量系统与反演方法。针对OH自由基吸收谱线特性，系统采用紫外激光器作为光源，并设计了便于调试的紫外-可见同轴光路；实验中研发了可以抑制湍流效应的长光程多次反射池，在抑制大气湍流效应的同时，将吸收光程增加了一倍，提高了系统的监测灵敏度；在光谱采集方面，采用二次色散中阶梯光栅光谱仪，其光谱分辨率满足了测量OH自由基对高分辨光谱的需求。　　 对于差分吸收光谱算法，获取待测气体的标准吸收截面是反演待测痕量气体浓度的前提条件。本论文研究了Hitran数据库中OH自由基在308nm附近的吸收谱线特征参数，采用多项式近似的方法对OH自由基的吸收线强进行Voigt展宽；通过算法的改进，获取了不同温度、压力下OH自由基标准吸收截面。　　 论文基于上述测量系统与反演方法，成功获取了不同种类火焰中OH自由基浓度。同时，针对DOAS算法的反演误差，使用循环移位残差检测方法和以其为基础的辅助程序残差校验技术对反演结果进行校验；利用残差在各光谱通道的独立性，选取通道模块随机平移，创建复制光谱；在获取复制光谱后，重新对OH自由基浓度进行反演，并对所有反演结果进行统计学分析，最终确认利用DOAS算法反演OH自由基结果的不确定性在5％以内。